1

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Collegio dei Periti Industriali di RiminiRimini, 08 luglio 2015

Relatore: Mauro Braga Accademia Viessmann

Sistemi ibridi e cogenerazione: evoluzione e prospettive con le nuove tecnologie

2

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

1. DOVEROSE PRECISAZIONI…

2. IL MERCATO TERMOTECNICO ATTUALE

3. GENERAZIONE DI CALORE: RAFFRONTI

CONSIDERAZIONI DI BASE

3

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

• Le eccezioni che confermano una regola: ovvero: quando la «restituzione» del fuoco non può (e non deve) avvenire

Produzione di calore ad alta temperatura (acqua a.t., vapore, olio diat.)

Combustione di biomassa (lignea, oli vegetali, forsu, …)

Unità di scorta (back-up)

Unità di integrazione (coperture di picchi)

Produzione di energia meccanica (per generazione elettrica, per trasporti)

1. DOVEROSE PRECISAZIONI…

4

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Orientamenti: un contesto favorevole alla pompa di calore

• Verso il soft conditioning: la diffusione delle temperature moderate

• Efficienza dell’involucro edilizio e della generazione termofrigorifera

• La realtà degli involucri riqualificati

• Sfruttamento delle FER: da scelta virtuosa a scelta obbligata

• Comfort 12 mesi all’anno: climatizzazione totale

• Criticità nella climatizzazione: dal riscaldamento al raffrescamento

2. IL MERCATO TERMOTECNICO ATTUALE

5

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Lo stato dell’arte: un passaggio di consegne?

• La generazione termica tradizionale:

tecnologia «ottimizzata» e «matura»

• La generazione termica rinnovabile:

una somma di criticità

• La generazione di calore termodinamica:

il miglioramento dell’efficienza

il miglioramento dell’affidabilità

ampi spazi di miglioramento residui

2. IL MERCATO TERMOTECNICO ATTUALE

6

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Gruppo termico a condensazione

3. GENERAZIONE DI CALORE: RAFFRONTI

7

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

100 100

3+62

11

Gruppo termico a condensazione

3. GENERAZIONE DI CALORE: RAFFRONTI

8

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Pt

Pf

Pe

T = 50°C

t = 0°C

Pompe di calore

COPth = = 6,5T - t

T

COPre = 3,25

COP (Coefficient of performance)

SPFre = 4,00

T – t = LIFT

3. GENERAZIONE DI CALORE: RAFFRONTI

9

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

100100 100

Raffronto gruppo termico-pompa di calore: fabbisogni lordi di EP

3. GENERAZIONE DI CALORE: RAFFRONTI

10

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Raffronto gruppo termico-pompa di calore: fabbisogni lordi di EP

25 100

75

100

3. GENERAZIONE DI CALORE: RAFFRONTI

11

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Raffronto gruppo termico-pompa di calore: fabbisogni lordi di EP

2555 100

75

100

Ciclo a compressione

30

3. GENERAZIONE DI CALORE: RAFFRONTI

12

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Raffronto gruppo termico-pompa di calore: fabbisogni lordi di EP

2555

75

100

Ciclo a compressione

30 30

25

45

00

55 100 100

3. GENERAZIONE DI CALORE: RAFFRONTI

13

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Le ragioni di una diffusa cautela

• Prudenza di fronte all’innovazione

• Riserve sulla affidabilità

• Installazione più articolata

• La tariffazione elettrica

• Produzione di acqua calda sanitaria

• Criticità realizzative

criticità nella configurazione d’impianto

criticità nella selezione dei componenti

3. GENERAZIONE DI CALORE: RAFFRONTI

14

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

ARIA?

Disponibile ovunque

Gratuita…

Ridotte efficienze nei climi freddi

Prestazioni limitate in concomitanza con elevati carichi

Penalizzazioni in climi umidi (sbrinamenti)

Impatto visivo ed acustico, esposizione a intemperie

4. QUALE FONTE TERMICA-FRIGORIFERA?

15

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

ACQUA?

Eccellente scambio termico

Livello termico vantaggioso

Costi fissi di realizzazione dei pozzi

Possibili limitazioni di natura idrogeologica

Possibile necessità di trattamento fisico e/o chimico

4. QUALE FONTE TERMICA-FRIGORIFERA?

16

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

TERRA?

Disponibile ovunque

Sfruttamento gratuito

Incidenza costi di realizzazione di campi geotermici

Possibili limitazioni di natura idrogeologica

Possibile necessità di trattamento fisico e/o chimico

4. QUALE FONTE TERMICA-FRIGORIFERA?

Cors

o

P1 –

Pom

pe d

i calo

re :

princip

i di fu

nzio

nam

ento

e d

imensio

nam

ento

P

agin

a

17

Vie

ssm

ann

Werk

e

Evaporatore Condensatore

Utenza caloreFonte di caloreCompressore Scroll

Valvola di espansione

Principio di funzionamento

POMPE DI CALORE - CONCETTI DI BASE

18

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Compressore

CondensatoreEvaporatore

Valvola di espansione

terreno T°: +4°C

terreno T°: 0°C

Mandata risc. : 45°C

Ritorno risc. : 40°C

Vapore3,5bar- 3°C

Vapore24 bar+ 70°C

Liquido24 bar+ 42°C

Vapore umido3,5 bar- 10°C

Fonte di caloreprimaria

Utenzaimpianto termico

Pompa di calore

Pompa di calorePrincipio di funzionamento

Temp. con R 407 C

19

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Diagramma Pressioni – Entalpie R410AP

ressio

ne

( M

pa

)

Entalpia ( KJ/Kg)

D C

A B

20

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

EFFICIENZA DI FUNZIONAMENTO

Definizione COP, APF, EER, SPF, SCOP…….

Efficienze teoriche e reali

Sensibilità alle temperature di funzionamento

21

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

COP Coefficiente of Performance

COP = = = 4

APF =

Potenza Termica erogata

Potenza assorbita

4 kW

1 kW

Apporto energetico annuo (kWh/a)

Consumo elettrico annuo (kWh/a)

aPotenza elettrica assorbita

Potenza sottratta3kW

Potenza erogataall’impianto 4 kW

1 kW

SPF =Apporto energetico stagionale (kWh/a)

Consumo elettrico stagionale (kWh/a)

Potenza frigorifera erogata

Potenza assorbitaEER =

22

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

EFFICIENZA E DIFFERENZA DI TEMPERATURA

Esempio: Vitocal 300, Tipo BW 113

Se = 50 K tratemperatura fonte primaria e mandata impiantoEfficienza ca. 3,25

Se = 25 K Aumento fino ca. 6

Differenza di temperaturafonte primaria e mandata impianto

C.O

.P.

23

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

EFFICIENZA (COP) DELLA POMPA DI CALORE

Correlazione tra temperatura di mandata e temperatura fonte primaria

24

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Influenza sull'efficienza:

Temperatura di mandata

1 K riduzione:

efficienza

2,7% aumento

5,2

4,1+ 27%

EFFICIENZA (COP) DELLA POMPA DI CALORE

Correlazione tra temperatura di mandata e temperatura fonte primaria

25

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

EFFICIENZA CARATTERISTICA

DI UNA POMPA DI CALORE

Efficienza (COP) = QWP / PWP

Efficienza istantanea tra potenza resa all'impianto di riscaldamento QWP e

assorbimento elettrico PWP della pompa di calore

COP = QWP / ( PWP + PV + PK + PSR + PA)

COP = Coefficient of Performance

Efficienza istantanea tra la potenza resa all'impianto di riscaldamento dalla pompa

di calore QWP e la somma degli assorbimenti

PWP = Potenza assorbita del compressore

PV = potenza necessaria per pompa di circolazione lato evaporatore

PK = potenza necessaria per pompa di circolazione lato condensatore

PSR = Potenza assorbita per gestione e regolazione interna della pompa di calore

PA = Potenza media assorbita da eventuali accessori correlati

APF = coefficiente annuale =QWP / Wel

Efficienza tra la quantità di calore resa QWP ed il consumo elettrico annuale della

pompa di calore Wel

Dati a regime!

Pompe di calore Inverter

32

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

CONSIDERAZIONI PROGETTUALI

Convenienza su energia primaria

Convenienza per CO2

Convenienza economica

33

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

CONVENIENZA SULL’ENERGIA PRIMARIA

1 Stm3

di gas

9,45kWht

9,45 kWht

9,45 kWht

Caldaia a condensazionecon rendimento termico

ηt = 1

Impianto termoelettricoRendimento termico

medio in centraleηt=0,45

4,24 kWhel

Trasmissione e distribuzionePerdite medie in rete

5,0 %

4,02 kWhel

Pompa di calore con COPh = 9,45/4,02

COPh=2,35

9,45kWht

34

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Per un’analisi di impatto ambientale, determiniamo anche il valore del COP per cui si equivale

l’emissione in atmosfera di anidride carbonica (sia diretta che indiretta).

Consideriamo sempre il confronto tra:

pompa di calore a trascinamento elettrico e caldaia a condensazione.

La combustione di un metro cubo di metano emette in atmosfera un quantitativo di CO2 pari a:

βCO2= 1,86 kgCO2/ ms3

Per il consumo elettrico della pompa di calore, il riferimento congruo è costituito dal parametro

αCO2 , emissione di anidride carbonica (secondaria) nel mix delle produzioni di energia

elettrica di un paese per unità di energia elettrica resa disponibile all’utenza.

CONVENIENZA SULLE EMISSIONI DI CO2

Quale valore di COP deve avere una pompa di calore per

emettere meno CO2 rispetto ad una caldaia?

35

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

αCO2 assume valori diversi per le varie nazioni. ( αCO2 = kgCO2 / kWhe )

Per l’Italia, il valore di riferimento attuale, è αCO2 = 0,52 kgCO2 / kWhe

Il calcolo del COP di equivalenza risulta:

64,286,1

145,952,0

2

2

CO

tCO PCICOP

CONVENIENZA SULLE EMISSIONI DI CO2

36

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

CONSIDERAZIONI PROGETTUALI

Conclusioni

- Verificare APF > 2,64 per convenienza CO2(la pompa di calore è più ecologica rispetto ad una caldaia a condensazione)

- Verificare APF > 2,31 per convenienza energia primaria(la pompa di calore è più efficiente rispetto ad una caldaia a condensazione)

- Essenziale la scelta della corretta tariffa elettrica

37

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

CONSIDERAZIONI PROGETTUALI

Convenienza su energia primaria

Convenienza per CO2

Convenienza economica

38

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

CONSIDERAZIONI PROGETTUALI

Convenienza economica

Si vuole ricavare quanto una pompa di calore a trascinamento elettrico sia più o meno

conveniente in termini economici rispetto ad altre soluzioni impiantistiche a

condensazione:

- Caldaie a gas metano

- Caldaie a GPL

- Caldaie a Gasolio

bisogna analizzare esattamente il costo unitario dell’energia elettrica assorbita e considerare

l’efficienza media stagionale dell’unità.

I costi dell’energia elettrica dipendono dalla zona geografica, dalla quantità energia consumata,

dal tipo di fornitore e dal contratto concordato.

39

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

LE TARIFFE ELETTRICHE ENEL

Tariffe monorarie per la casa: D2 e D3

Tariffe biorarie: Bio D2 e Bio D3

Tariffa sociale: per utenti in condizioni di disagio economico e/o fisico

Tariffa per usi diversi in bassa tensione: BTA1…..6

Tariffa sperimentale per pompe di calore: D1

Fonte Enel.it

40

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

TARIFFE DOMESTICHE BIORARIE

Usi domestici

Tariffa Bio D2: per usi domestici nelle abitazioni di residenza con potenza impegnata fino a

3kW e dotati di contatore elettronico teleletto

Tariffa Bio D3: usi domestici nelle abitazioni diverse da quelle di residenza con potenza

impegnata fino a 3kW, e nelle abitazioni di residenza con potenza impegnata superiore ai 3

kW e dotati di un contatore elettronico teleletto

La tariffa è composta come la D2 e D3 con le fasce orarie F1 ed F23

Fonte Enel.it

41

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

ESEMPIO DI TARIFFAZIONE ELETTRICA Bio D2:

Fonte Enel.it

44

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

BTA – USI DIVERSI – IL SECONDO CONTATORE

Per le utenze domestiche D2 e D3 nel caso di utilizzo di impianto a pompa di calore, è possibile

richiedere un secondo contatore con tariffa “Usi Diversi” (BTA...).

Questa possibilità è contenuta nella delibera n.348 del 2007, modificata dalla delibera n.56 del

2010 relativa alle "CONDIZIONI ECONOMICHE PER L’EROGAZIONE DEL SERVIZIO DI

CONNESSIONE" (http://www.autorita.energia.it/it/docs/10/056-10arg.htm)

dove l’art. 5 dell’ allegato b recita:

“ Art.5 - Unicita' del punto di prelievo e tensione di alimentazione Comma 2 - per le utenze domestiche in bassa tensione può essere richiesta l’installazione di un secondo punto di prelievo destinato esclusivamente all’ alimentazione di pompe di calore per il riscaldamento degli ambienti, anche di tipo reversibile. Tali punti di prelievo possono essere utilizzati anche per l’alimentazione di infrastrutture di ricarica private per veicoli elettrici”

In questo caso il primo contatore viene utilizzato per uso domestico (consumi obbligati: luce,

frigo, lavatrice, lavastoviglie ecc) a tariffa D2 o D3 e il secondo contatore per tariffa BTA.

45

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

USI DIVERSI (Bassa Tensione)

BTA1: utenze aventi potenza impegnata fino a 1,5 kW

BTA2: utenze aventi potenza impegnata oltre 1,5 kW fino a 3 kW

BTA3: utenze aventi potenza impegnata oltre 3 kW fino a 6 kW

BTA4: utenze aventi potenza impegnata oltre 6 kW fino a 10 kW

BTA5: utenze aventi potenza impegnata oltre 10 kW fino a 15 kW

BTA6: utenze aventi potenza impegnata oltre 15 kW

http://www.enel.it/it-IT/clienti/enel_servizio_elettrico/tariffe_per_la_casa/tariffe_per_usi_diversi/

46

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

CONFRONTO CONVENIENZA ECONOMICATariffa D1

Tutte le utenze su unico contatore a tariffa agevolata !

Tutte le info su http://www.autorita.energia.it/it/pompedicalore.htm

47

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Tariffa D1

La tariffa agevolata D1 per pompa di calore e utenza domestica, è concessa se:

La pompa di calore è dimensionata per l’intero carico termico dell’edificio, oppure integrata da un generatore a fonte rinnovabile (es: pellet) sullo stesso sistema di distribuzione

La pompa di calore deve essere stata prodotta e installata dopo il 2008 e rispettare i COP minimi, secondo «decreto edifici»

Può coesistere un generatore a combustibile fossile solo come backup

48

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

TARIFFE ELETTRICHE ENEL (APRILE 2015)

*Costo calcolato con ripartizione utilizzi al 60% in F2-3, 40% in F1 (da statistiche ENEL)

La Tariffa D1 può quindi essere richiesta nel caso di installazione di una pompa di calore su unico contatore al quale allacciare anche le utenze domestiche, con iva sempre al 10%.

Il costo del KWhe è fisso e non dipende dai consumi.

Uso Domestico BTA PdC

Tariffa - D2 D3 BTA1 BTA2 BTA3 BTA4 BTA5 BTA6 ≥16,5 D1

Potenza impegnata KW 3 6 1,5 3 6 10 15 20 6

Costo fisso anno € € 47,4 € 142,9 € 152,5 € 342,7 € 455,5 € 592,5 € 763,2 € 887,7 € 170,9

Consumo < 1.800

Kwh/anno*

€ 0,121 € 0,183

€ 0,140 € 0,156 € 0,156 € 0,156 € 0,156 € 0,150 € 0,167

Consumo 1.800 ÷ 2.640 € 0,179 € 0,200

Consumo 2.640 ÷ 4.440 € 0,247 € 0,240

Consumo > 4.440 € 0,294 € 0,283

49

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

D1 BTA

Vantaggi

Conviene per consumi annui superiori a

2700 kWh elettrici

Consente di allacciare tutte le utenze

(pdc e consumi domestici)

Un solo contatore

Consente integrazione con caldaie a

biomassa

Si interfaccia al FV

Svantaggi

Non consente integrazione con caldaie

a gas/gasolio

Solo per case singole/bifamiliari

Vantaggi

La pdc può essere integrata da

qualunque generatore

Anche per condomini

(es:contabilizzazione singole utenze pdc)

Svantaggi

Sono richiesti 2 contatori

Sono richiesti elevati consumi termici in

pdc, e bassi consumi elettrici domestici

Non si interfaccia al FV

CONFRONTO TARIFFE

50

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Confronto consumo energetico

Superficie da riscaldare 200 m2

Esempio 1

Superficie da scaldare m2 200

Dispersioni (Es. Edificio classe B) kWh/m2∙a 50

Fabbisogno ACS (4 persone) kWh/a 2000

Pot termica Installata kW 10

Energia termica richiesta anno kWht/anno 12000

Tipo di sistema Pompa di calore Metano GPL Gasolio

Rendimenti medi stagionali SPF 3,00 η 1 η 0,99 η 0,97

Contenuti energetici - - 1 m3 = Kwh 9,57 1 lt = Kwh 7,21 1 lt = Kwh 9,88

Energia tot assorbita anno Kwhe/anno 4000 m3 / anno 1.254 Litri / anno 1.681 Litri / anno 1.252

Tipo di sistema Pompa di calore Metano GPL Gasolio

Rendimenti medi stagionali SPF 4,00 η 1 η 0,99 η 0,97

Contenuti energetici - - 1 m3 = Kwh 9,57 1 lt = Kwh 7,21 1 lt = Kwh 9,88

Energia tot assorbita anno Kwhe/anno 3000 m3 / anno 1.254 Litri / anno 1.681 Litri / anno 1.252

51

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

SPF3SPF4

Tipo di sistema Pompa di calore Metano GPL Gasolio

Costo unitario energia ٭ €/Kwhe Vedi

tabella

€ / m3 0,9 €/litro 1 €/litro 1,2

Costo totale energia€ € € 1.128 € € 1.681 € € 1.502

CONFRONTO CONVENIENZA ECONOMICA

kWhel

€ 0

€ 500

€ 1.000

€ 1.500

€ 2.000

€ 2.500

€ 3.000

D3

BTA3

D1Metano

Gasolio

GPLKwh/anno D1* D3 BTA3

1.800 € 478 € 474 € 738

3.000 € 624 € 733 € 937

4.000 € 686 € 1.020 € 1.103

5.000 € 860 € 1.246 € 1.269

6.000 € 929 € 1.532 € 1.435

7.000 € 1.033 € 1.819 € 1.601

8.000 € 1.207 € 2.105 € 1.767

9.000 € 1.380 € 2.391 € 1.933

52

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

CONSIDERAZIONI PROGETTUALI

Conclusioni

- Verificare APF > 2,64 per convenienza CO2(la pompa di calore è più ecologica rispetto ad una caldaia a condensazione)

- Verificare APF > 2,31 per convenienza energia primaria(la pompa di calore è più efficiente rispetto ad una caldaia a condensazione)

- Essenziale la scelta della corretta tariffa elettrica

53

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

REGOLAZIONE DIGITALE POMPE DI CALORE

54

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

RES IN ITALIASviluppo di nuove tecnologie per nuovi impianti termici secondo RES

55

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Indicatore energia solare assorbitaGrafica curve di riscaldamento Grafica curve di raffrescamento

Sensore CO2 / umidità

Per l’adduzione e lo scarico dell’aria in funzione della concentrazione di CO2 o dell’umidità dell’aria

Riscald./Raffredd.

Acqua Calda

Impianto

Seleziona con

Ventilazione

Menu

Regolazione digitaleFunzioni per gestire il Sistema

56

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTOVentilazione Meccanica Controllata

57

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Bilancio energia FV

Seleziona con

Ottimizzazione consumo energia auto-prodotta

Quando è disponibile un surplus di energia elettrica da fotovoltaico la

regolazione la sfrutta immagazzinando l’energia in più:

aumentando la temperatura del bollitore ACS

aumentando la temperatura del puffer

aumentando la temperatura ambiente

Menu

Ventilazione

Impianto

Strategia FV

Bilancio energia FV

Seleziona con

Bilancio energia FV

Strategia FV

Visualizzazioneenergia prodotta

Strategia FV

Temp. nominale ACS 2

Riscaldamento bollitore ACS

Riscaldamento puffer

Aumento temperatura amb.

Seleziona con

Esempio:

Set point T ACS “normale” = 45°C

con surplus corrente da PV = 50°C

Regolazione digitaleFunzioni per gestire il Sistema

REGOLAZIONE DIGITALE POMPE DI calore Tramite App

59

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

DIMENSIONAMENTO DELLA POMPA DI CALORE

UNITÀ AW - ARIA/ACQUA

60

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

POMPA DI CALORE AD ARIA PER PRODUZIONE DI ACS

Potenza 1,7 kW (A15/W45) secondo EN-255-3

COP 3,7 (A15/W15-45)

Volume bollitore 300 litri

Temperatura ACS fino a 65°C

Resistenza elettrica integrativa 1,5 kW (accessorio)

Silenziosità elevata < 56 dB(A)

SG Ready: interfacciabile a sistemi fotovoltaici

61

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Ottimizzazione consumo energia auto-prodotta

Quando è disponibile un surplus di energia elettrica da fotovoltaico la

regolazione la sfrutta immagazzinando l’energia in più:

Esempio:

Set point T ACS “normale” = 45°C

con surplus corrente da PV = 50°C

POMPA DI CALORE AD ARIA PER PRODUZIONE DI ACS

Abbinamento a impianto fotovoltaico

Aumentando la temperatura ACS

62

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

POMPA DI CALORE AD ARIA PER PRODUZIONE DI ACS

Pompa di calore ad aria per produzione di ACS

Applicazioni ideali:

Residenze mono e bi-familiari

Edifici di villeggiatura estivi

Bar / Ristoranti

63

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

POMPA DI CALORE AD ARIA PER PRODUZIONE DI ACS

Applicazioni ideali:

Bar / Ristoranti

20 cicli / giorno

a 65 °C

Lavastoviglie 1900 €/anno

VITOCAL 161-A 700 €/anno

64

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Unità esterna

Unità interna

Terminali di impiantoCaldo/freddoN.B. Garantire sempre la circolazione d’acqua

Bollitore

N.B. Utilizzare bollitori specifici per

pompe di calore.

Superficie min. serpentino in mq:

Potenza PdC in kW x 0,3 mq/kW

Es: 10 kW 3 metri quadri

INDICAZIONI PER IL DIMENSIONAMENTOLa produzione di ACS

66

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

ACS RISC60°C

50°C

Soluzione B:

Produzione di ACS tramite

uno scambiatore a piastre

ATmax50 °C

Tmax50 °C

B

ΔT 7K

Tmax55°C

47°C

52°C

55°C

Soluzione A:

Produzione di ACS tramite il

serpentino del bollitore

con superfici maggiorate

INDICAZIONI PER IL DIMENSIONAMENTOLa produzione di ACS

67

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Funzionamento monovalenteP

ote

nza k

W

Potenza in riscaldamento della

pompa di calore

Fabbisogno di calore impianto

10

Temperatura esterna °C

Scelta della potenzialità della pompa di calore

68

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Funzionamento della pompa di caloreFunzionamento monovalente

Fabbisogno impianto

0 h 24 h

ACS2 h

ACS2 h

Es: 10 KW

sbrinamenti sbrinamenti sbrinamenti

Con la sola pompa di calore dimensionata in condizioni di progetto

bisogna tenere conto della produzione ACS e degli sbrinamenti!

Potenza in riscaldamento della

pompa di calore

Fabbisogno di calore impianto

Punto di equivalenza

70

Punto di bivalenza

SCELTA POTENZIALITÀ DELLA POMPA DI CALORE

Temperatura esterna in °C

Po

ten

za in

%

Economicamente interessante fino a circa -2°C temperatura esterna

(con la giusta tariffa elettrica!!!)

Con temperature inferiori al punto di bivalenza è necessario valutare una fonteenergetica integrativa

70

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Quota di copertura della pompa di calore alla massima potenza in %

Quota

dicopert

ura

an

nu

ain

%

FUNZIONAMENTO DELLA POMPA DI CALOREFunzionamento bivalente

Modo di funzionamento bivalente-parallelo Modo di funzionamento bivalente-alternativo

71

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Sistemi ibridi

Sistemi ibridi sono tutti quelli che consentono

lo switch da una fonte ad un´altra e

consentono :

Flessibilità di alimentazione

Affidabilità del servizio

Sinergia di tecnologie

Soluzioni che consentono la scelta flessibili e dinamica della fonte

72

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Sistemi ibridi Impianto con pdc, caldaia a gas metano o gpl e fotovoltaico

Esempio di impianto con

- pompa di calore

- caldaia a gas a condenszione

- impianto fotovoltaico

Pompa di calore ibridi

esaminiamo l´impiego di

Gas fonte primaria fossile

Energia elettrica fonte secondaria

Energia naturale dell´aria fonte rinnovabile

Energia solare fotovoltaica fonte rinnovabile

73

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Sistemi ibridi

Schema impianto con pompa di calore, caldaia a gas metano o gpl e fotovoltaico

74

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

SISTEMI IBRIDIPompa di calore inverter ibrida con caldaia a condensazione integrata

Dati tecnici:

Pompa di calore da 8 e 11 kW (A7/W35)

COP fino a 5,0 (A7/W35)

Caldaia a condensazione da 19 kW

Sistema integrato con bollitore ACS 130 litri

Ideale per riscaldamento e acqua calda nella

riqualificazione di impianti mono e bifamiliari

Regolazione digitale:

Ottimizzazione costi / indici energetici / comfort

Ottimizzazione autoconsumo da impianto FV

Manager energetico:

regolazione integrata per la gestione parallela e/o

alternativa del generatore principale (pompa di calore) e

ausiliario (caldaia)

Scelta funzionamento:

ECONOMICO

ECOLOGICO

APPARECCHI IBRIDIPompa di calore inverter ibrida con caldaia a condensazione integrata

Funzionamento ECONOMICO:

Inserendo il costo del gas e dell’energia elettrica

nelle diverse fasce orarie, la regolazione sceglie

quale generatore conviene far lavorare in base alle

condizioni di esercizio; correzione automatica costi

elettrici, se presente un impianto FV

Possibile funzione comfort su produzione sanitaria

APPARECCHI IBRIDIPompa di calore inverter ibrida con caldaia a condensazione integrata

Funzionamento ECOLOGICO:

Inserendo indici di rendimento, la regolazione

sceglie il generatore che consuma meno energia

primaria

Possibile funzione comfort su produzione sanitaria

APPARECCHI IBRIDIPompa di calore inverter ibrida con caldaia a condensazione integrata

79

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Po

ten

za

(%

)

Temperatura esterna (°C)

Carico termico edificio

Pompa di calore

Generatore ausiliario

Punto di biv.

Limite riscaldam.

Funzionamento Alternativo

Sistemi ibridi: pompa di calore e caldaiaStrategie di controllo: funzionamento alternativo o parallelo

Funzionamento Parallelo

Po

ten

za (

%)

Temperatura esterna (°C)

Carico termico edificio

Pompa di calore

Generatore ausiliario

Punto di biv.

Limite riscaldam.

La caldaia sostituisce la Pdc per economicità di esercizio

La caldaia integra la Pdc per soddisfare la richiesta termica

80

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Potenza in riscaldamento della

pompa di calore

Fabbisogno di caloreimpianto

Punto di bivalenza

70

Temperatura esterna in °C

Pote

nza

in %

Con temperature inferiori al punto di bivalenza è necessario valutare una fonte energetica integrativa,

che può integrare (funz.parallelo) o sostituire (funz. alternativo) la pompa di calore

Sistemi ibridi: pompa di calore e caldaiaStrategia di controllo: inserimento generatori

SCELTA DELLA TEMPERATURA DI BIVALENZA ALTERNATIVA

COP in riscaldamento

3

COP di convenienza: circa 2 per gpl e gasolio, circa 3 per metano a condensazione

GPL/gasolio

Metano

82

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Esempio*: Tariffa elettrica 28 cent/kWh

COP di pareggio= 3 T_BIV= 3°C

Esempio*: Tariffa elettrica 20 cent/kWh

COP di pareggio= 2,2 T_BIV= - 4°C

*T mandata 45 °CCosto combustibile fossile 9,13 cent/kWh

Sistemi ibridi: pompa di calore e caldaiaStrategia di controllo Temperatura di bivalenza variabile sulla base dei costi energetici

83

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Sistemi ibridi : pompa di calore e caldaiaStrategia di controllo Quota di copertura al variare del prezzo dell’energia

Prezzo energia elettrica

28 Cent/kWh

Fasce orarie feriali/diurne:

Fasce orarie festive/serali:

Prezzo energia elettrica

20 Cent/kWh

Aumenta la copertura energetica

fornita dalla PdC

84

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Corso P2 VITOCAL 2012

Sistema IbridoCriterio di inserimento del generatore ausiliario

A

B

C

D

Temperatura nominale di regolazione

Temperatura reale di mandata

Isteresi temperatura di mandata impianto

“Soglia” inserimento secondo generatore

85

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

TEMPERATURA DI BIVALENZA ALTERNATIVAVariabile sulla base dei costi energetici

Gestire bene il sistema, significa:

Considerare i costi dell’energia termica

ed elettrica

Monitorare la produzione FV per dare

precedenza alla pdc

Dimensionare correttamente l’accumulo

inerziale per ottimizzare il time-shift

86

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Unità monoblocco Pdc

Aria Acqua

Circuito diretto per deumidificazione

Gruppo Hybrid con kit soprastazione con diretto e mix.

Puffer per inerzia impianto

Circuito pavimento mix. caldo-freddo

Solare termico

SOLUZIONE IBRIDA CON REGOLAZIONE CLIMATICA

87

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

SISTEMI IBRIDI:Sistema ibrido per riscaldamento e raffrescamento

Dati tecnici:

Pompa di calore monoblocco inverter

da 6 e 15 kW (A7/W35)

Caldaia a condensazione gamma da 13 a 35

kW

Ideale per riscaldamento, raffrescamento e

acqua calda sanitaria

88

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

INTEGRAZIONE CON CALDAIA Funzionamento bivalente parallelo

89

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Produzione conveniente con il sistema e la fonte energetica più efficiente

Elevato comfort in tutte le condizioni di esercizio grazie all‘accumulo

Sistemi ibridi con pompa di calore Conclusioni

Management energetico ottimizzato e affidabilità di sistema

ACQUA CALDA SANITARIA

DIMENSIONAMENTO

FLESSIBILITÀ/SICUREZZA

PdC ottimizzata per le temperature esterne medie:

maggiore efficienza di funzionamento minori costi di investimento e operativi

(contatore elettrico, superficie FV, consumi…)

INTEGRAZIONE CON CALDAIAAnalisi economica

+

Condensazione a gas

Condensazione a gasolio

Sistema ibrido pdc + caldaia gas/gasolio

Fabbisogno edificio:

30.000 kWh

+

ACS 5 persone

Bolletta energetica:

3.000 € di metano

+

285 € ACS

= 3.285 €/anno

Bolletta energetica:

4.200 € di gasolio

+

410 € ACS

= 4.610 €/anno

+

20%80%= 2.410 €/anno *

* Incluso costo fisso contatore elettrico dedicato

+

20%80%

= 2.790 €/anno *

Zona climatica E

INTEGRAZIONE CON CALDAIAAnalisi economica

INDICAZIONI PER IL DIMENSIONAMENTO DEL CIRCUITO PRIMARIO

Unità WW - Acqua/Acqua

VERSIONE ACQUA – ACQUA:

ACQUA DI FALDA

Aspirazionefalda

Immissionefalda

Flussocorretto

Scambiatoredi separazione

Attenzione– Direzione flusso falda

– Qualità acqua

– Portata minima 0,2 m3/(h kW)

Min. 5 metri

Camera Bagno

Cantina

CIRCUITO APERTO

Prevedere la pompa sommersa con filtro e r

regolatore di portata per i modelli on-off.

Sicurezze: flussostato

Mantenere le tubazioni almeno 20 cm sotto

il limite del gelo del piano di campagna

Scambiatore a piastre intermedio

Utilizzare uno scambiatore a piastre ispezionabili in

acciaio inox e guarnizioni in NBR elastomero.

Dimensionare lo scambiatore per ottenere un ∆t di 2°C

tra i due circuiti

CIRCUITO CHIUSO

a pressione

contenente fluido

antigelo secondo le

indicazioni date per il

circuito di terra.

Prevedere: pompa,

vaso, valvola

sicurezza, sfiato e

pressostato.

E' presente il

termostato antigelo

nell'unità.

N.B. Deve essere garantita la

portata minima della pompa

sommersa secondo indicazioni

dei dati tecnici

INDICAZIONI PER IL DIMENSIONAMENTO

CIRCUITO PRIMARIO - UNITÀ ACQUA / ACQUA

INDICAZIONI PER IL DIMENSIONAMENTO DEL CIRCUITO PRIMARIO

Unità WW - Terra/Acqua

ANDAMENTO ANNUALE TEMPERATURA DEL SUOLO

Superficie terreno (°C)

Pro

fon

dit

à(m

)

Pro

fon

dit

àm

etr

iTemperatura°C

3 8 13 18 233 8 13 18 23

13°C

Febbraio

Maggio

Agosto

Novembre

Sbancamento

Trincea

TIPOLOGIE DI COLLETTORE GEOTERMICOEsempio posa

Regolamentate da UNI11466

ESEMPIO POSA:

COLLETTORE GEOTERMICO ORIZZONTALE

UNI 11466-2012

Lunghezza delle sonde orizzontali, Lh e Lc

Dati necessari:

• Potenza fornita dalla pompa di calore

• Efficienza media della pompa di calore

• Caratteristiche del terreno

• Fattore di carico (ore di lavoro dell’impianto)

• Configurazione campo geotermico

Si sceglie la lunghezza maggiore tra Lh e Lc

UNI 11466-2012Configurazione campo geotermico

VERSIONE TERRA – ACQUA: Sonda geotermica verticale

cantina

abitazione bagno

Accumulosanitario

Accumuloriscaldamento

Vitocal 300

INDICAZIONI PER IL DIMENSIONAMENTO DEL

CIRCUITO PRIMARIO - UNITÀ TERRA/ACQUA

UNI 11466-2012

Dati necessari:

• Potenza fornita dalla pompa di calore

• Efficienza media della pompa di calore

• Caratteristiche del terreno

• Fattore di carico (ore di lavoro dell’impianto)

Lunghezza delle sonde verticali, Lh e Lc

Si sceglie la lunghezza maggiore tra Lh e Lc

113

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI

ENERGIA DALLA NATURA: pompe di calore

PROSPETTIVE FUTURE

114

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

POMPE DI CALOREProspettive future: ACCUMULATORE DI GHIACCIO

115

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Vantaggio del cambiamento di fase a temperatura costante

Elevata densità energetica

Il calore latente di solidificazione di un kg di acqua è pari all’energia necessaria a portare lo stesso kg di acqua da 0° a 80°C.

Ghiaccio

Acqua + ghiaccio

Acqua

Liquido - vapore

Vapore

Solar Ice StorageAccumulo ad elevata densità energetica

116

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Capacità energetica di cristallizzazione

10 m3 di acqua che ghiaccia, libera l’energia

equivalente di 93 litri di gasolio o m3 di metano

10000 Kg x 93 Wh/Kg = 930.000 Wh

Che è pari all’energia necessaria a portare lo

stesso contenuto di acqua da 0° a 80°C.

Solar Ice StorageAccumulo ad elevata densità energetica

117

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Fonti energetiche della pdc :

Irraggiamento solare

Aria esterna

Terreno

Solar Ice StorageAccumuli ad elevata densità energetica

Miscela acqua e ghiaccio come sorgente fredda di cicli termodinamici

Accumulo gelido per mesi intermedi ed estivi

118

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

POMPE DI CALOREProspettive future: POMPE DI CALORE A CO2

• Ideale per elevati utilizzi acqua

calda sanitaria, fino a 90°C

• Impatto ambientale

estremamente ridotto

• Costi di esercizio ridotti fino al

40% rispetto alle caldaie a gas

119

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

POMPE DI CALOREProspettive future: POMPE DI CALORE AD ADSORBIMENTO

120

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Rendimento 139 %

0,4 kWh

16

kW 16 kW

6,2 kW

speso""calore

utilecalore

Calore utile:

Calore generato dalla zeolite (16 kW) in

fase di ADSORBIMENTO

Calore di condensazione (6,2 kW) in

fase di DESORBIMENTO

Calore “speso”:

Calore fornito dalla caldaia a

condensazione (16 kW)

%13916

2,616

Pompa di calore a gas a Zeolite adsorbimento/desorbimento

6,2 kW

6,2 kW

121

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

VIESSMANN GROUP

1917

2,1

11.400

55

27

Fondazione

74

120

Dipendenti

Miliardi di euro di fatturato

Siti produttivi in 11 paesi

Organizzazioni e partner di distribuzione

Filiali di vendita in tutto il mondo

% di fatturato all‘estero

Paesi sedi delle società

Partner di distribuzione

122

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

Abitazione mono-bifamiliare

Sistemi per il riscaldamento autonomo

Condomini Industria e municipalizzate Teleriscaldamento

Soluzioni industriali e teleriscaldamento

Potenzialità da 1 kW fino ai 120 MW

Gasolio Gas Solare Biomassa Geotermia

IL PROGRAMMA COMPLETO VIESSMANNPer tutte le fonti di energia e le applicazioni

Sistemi per riscaldamento centralizzato

123

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

VIESSMANN ITALIA

1992

250

14

Fondazione

305

600

Dipendenti

Filiali sul territorio

Partner per l’Efficienza Energetica

Centri Assistenza Tecnica

Orbassano

Casorezzo

Cortaccia

Portogruaro

VERONA

San Miniato Basso

Roma

Bressanone

Novara

Cuneo

Bergamo

Bologna

Macerata

Napoli

124

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

I SERVIZI VIESSMANN A VOSTRA DISPOSIZIONE

PERCORSI DI EFFICIENZA

ENERGETICA

SOCIAL NETWORK

VENDITORI DIRETTI

CATALOGO SERVIZI

MEZZI PUBBLICITARI

LISTINO PACCHETTI

PARTNER PER L’EFFICIENZA

ENERGETICA

APP DEDICATE

SITO RISERVATO

CREDITO AL CONSUMO

ACCADEMIA

SERVIZIO PRE E POST VENDITA

INFOMOBIL

125

Pre

senta

zio

ni

novità 2

011

...grazie per l'attenzione